摩擦电纳米发电机（TENG）是一种将机械能转化为电能的有效方法，使其适用于可穿戴电子应用。水凝胶作为TENG电极很常见，但它们作为直接摩擦电层的用途仍然没有得到充分的探索。
于此，浙江工业大学况太荣、陈枫等研究人员合成了一种新型的两性离子单体3-{1-[6-（羟甲基）-2-甲基-3,8-二氧代-9-氮杂-4,7-二氧代癸-1-烯-12基]咪唑-3-鎓-3-基}丙烷-1-磺酸盐（VNIPS），并将其与丙烯酸（AA）和甲基丙烯酸两性离子磺基甜菜碱（SBMA）结合，以制备双网络两性离子水凝胶。
水凝胶是使用溶剂交换过程开发的，该过程促进了微相分离域的形成，显著提高了其机械强度（211.9 kPa，472.3%）、电导率（0.6 mS cm-1）和抗冻能力（-18.3°C）。此外，水凝胶的亲水基团与水分子相互作用，减少了潮湿条件下的电荷损失。当用作摩擦电正极层时，基于水凝胶的TENG实现了456 µC m−2的实质性电荷密度和464 mW m−2中的输出功率密度，同时保持了97 V的稳定开路电压（Voc），在80%相对湿度下保持了92%的保持率。
此外，水凝胶的强粘附性和生物相容性使其适用于可穿戴应用，如运动传感和莫尔斯电码通信。这项工作证明了两性离子水凝胶作为摩擦电材料的可行性，为制造高效、耐湿的能量采集器提供了一种新策略。
参考文献：
Y. Ding, H. Guo, M. Ouyang, G. Meng, F. Chen, T. Kuang, Humidity-Resistant Wearable Triboelectric Nanogenerator Utilizing a Bound-Water-Rich Zwitterionic Hydrogel With Microphase-Separated Domains. Adv. Funct. Mater. 2024, 2421164.
https://doi.org/10.1002/adfm.202421164
